JP3681097B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザによる走査装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真方式での画像形成装置においては、感光体上にレーザ光を走査させ、画素毎にレーザ光の強度や、点灯時間を入力信号の値に応じて変調させて感光体上に静電潜像を形成する。この感光体上の静電潜像は現像器により現像され記録媒体上に転写、定着、もしくは現像を一旦中間転写体に転写した後、記録媒体に転写、定着される電子写真プロセスを経て最終出力画像となる。
【0003】
半導体レーザはユニット内に内蔵されたフォトダイオードにより、レーザの発光強度を検出し、それに応じた電流を出力する機能を有している。これをレーザの制御回路にフィードバックして発光強度が常に所定の値になるように制御するAPC(Automatic Power Contorol)が一般に用いられている。図2を用いてAPCの動作の一例について簡単に説明する。
【0004】
半導体レーザ201を流れる電流はトランジスタ203を制御することによる駆動電流、トランジスタ204を制御することによるバイアス電流の2種類に大分される。バイアス電流は、半導体レーザ201がレーザ発光する直前の値、つまりしきい値電流付近になるように設定され、常時半導体レーザ201に流れるようになっている。このバイアス電流はレーザの発光強度が一定になるように制御される。駆動電流は、半導体レーザ201がレーザ発光するような固定値に設定されている。画像形成時には、トランジスタ203のベースに画像に応じたパルス信号が印加され、パルスの波高値と抵抗器205により決定される電流値が、駆動電流となる。
【0005】
フォトダイオード202は半導体レーザ201と同一のユニット内に設けられ、半導体レーザ201のレーザ光の一部が入射されるようになっている。レーザ光が入射されたフォトダイオード202はレーザ光の強度に応じた電流を出力する。電流電圧変換器207はフォトダイオード202の出力電流を所定の増幅率で電圧信号に変換する。スイッチ208は図示しない制御部により制御されるもので、画像形成中に一定周期のAPC制御時にオンされる。ホールドコンデンサ209はスイッチ208がオンされた時に、電流電圧変換器207の出力電圧と等しくなるように電荷が蓄積される。加算器210は所定の電圧値V0 からホールドコンデンサ209のホールド電圧値V1を減算した電圧値を出力する。トランジスタ204のベースには加算器の出力がバッファアンプ211を介して印加され、その電圧値と抵抗器206で決定される電流値がバイアス電流となる。
【0006】
以上より、半導体レーザ201の発光強度は駆動電流とバイアス電流の合計値で決定される。図2の方式では駆動電流が固定値であるから温度変化や経時変化によるレーザ光の強度変動はバイアス電流を制御することで補償する。
【0007】
次にAPCの動作について説明をする。
【0008】
画像形成時、半導体レーザ201は図3のレーザ駆動信号301により駆動される。ここで、BD点灯時では、水平方向の画像信号の書出し基準となる水平同期信号を生成するために、非画像領域において所定の時間、レーザを点灯し続ける。このBD点灯と同期して制御部はAPCモード信号302によりスイッチ208をオンする。フォトダイオード202はBD点灯時の半導体レーザ201のレーザ光を受光し、それに応じた電流値を出力する。電流電圧変換器207により電圧信号に変換された出力はオン状態のスイッチ208を介してホールドコンデンサ209に電荷として蓄積され、BD点灯中には電流電圧変換器207の出力電圧と等しくなる。BD点灯終了時より所定の時間だけ早い時期にスイッチ208は再び開放されるが、ホールドコンデンサ209により電流電圧変換器207の出力電圧は保持されている。加算器210の2つの入力の一方には、あらかじめ決められた電圧V0 が入力されている。他方にはホールドコンデンサ209が保持している電圧値V1が入力される。この加算器210の出力からは(V0 −V1 )が出力されるようになっている。この(V0 −V1 )によりバイアス電流が決定する。すなわち、半導体レーザ201の発光強度が通常より小さい場合、V1 は小さく、(V0 −V1 )は大きくなり、バイアス電流が増加するようになっている。また、逆に発光強度が通常より大きい場合、V1 は大きく、(V0 −V1 )は大きくなり、バイアス電流が減少するようになっている。
【0009】
ところが、この発光強度検出用フォトダイオードによる温度特性により、同じ発光強度でも、レーザユニットの周囲温度により、検出電流にバラツキが生じる。その結果、レーザの発光強度が周囲温度により変化し、画像に影響が出てしまうという不具合がある。
【0010】
そこで上記不具合を解決するために、半導体レーザを常に所定の温度に保つためにヒータなどで温度調整を行うことがある。図1が、半導体レーザに温度調整機構を実装したものである。円盤状の基台12に半導体レーザとフォトダイオードを含むユニット201を基台12の中央に空いた穴より電極を通した形で固定する。半導体レーザユニット201のケースにはケースの表面温度を検出するためのサーミスタ14がケースに接触するように固定されている。サーミスタ14の両端には図4に示す制御部400が接続されている。基台12には、円盤状の面上ヒータ13が、基台12に接触するように固定されている。これは、基台12に固定されている半導体レーザユニット201の近傍を加熱するような位置である。基台12は熱伝導が十分良好な材質でできているため、このヒータ13により半導体レーザユニット201のケースをすみやかに加熱することが可能である。ヒータ13は図4に示すように制御部400内で電源に接続され、電源は制御部400によりオン/オフが可能である。
【0011】
すなわち、サーミスタ14により検出される半導体レーザユニット201の表面温度が所定の値より低い場合、ヒータ用電源をオンし、所定の値より高い場合、ヒータ用電源をオフする。また、ヒータ13を制御する基準温度はたとえば以下のように決定される。半導体レーザユニット201が装置内に実装される個所の温度の環境温度に対する差分をΔα(℃)とすると、装置の使用温度範囲の最高温度k(℃)に対して制御温度Tを
T=k+Δα(℃)
に設定する。
【0012】
k=35℃、Δα=5(℃)
のときには、半導体レーザ201の制御温度Tは
T=35+5℃となる。
【0013】
図4はヒータの制御部400である。5Vをサーミスタ14と抵抗器405で分圧し、その分圧された電圧と抵抗器401と402で作られる基準電圧をコンパレータ403で比較する。半導体レーザユニット201の表面温度によってサーミスタ14の抵抗値が変化するため、サーミスタ403による分圧された電圧は半導体レーザ201の温度によって変化することになる。抵抗器401、402、405の値は、半導体レーザ201が制御温度Tになった時のサーミスタ14と抵抗器405で分圧された電圧と基準電圧が同じになるように設定される。制御温度T以下になるとコンパレータ403はトランジスタ404をオンし、ヒータ13に電源が供給される。制御電圧T以上になるとコンパレータ403はトランジスタ404をオフし、ヒータ13の電源が遮断されることで温度調整が行われる。
【0014】
図5は半導体レーザのユニット内に内蔵されたフォトダイオードがある発光強度のレーザ光を検出した時の出力電流の温度変化を示した1例のグラフである。
【0015】
装置の使用温度範囲が10℃から35℃であった場合、半導体レーザの実装位置の温度上昇分を5℃とすると、半導体レーザの使用温度範囲は15℃から40℃である。図5の特性よりこの範囲におけるフォトダイオードの出力電流変動は、25℃時の測定値を基準にして最大約3%の変動がある。ヒータの温度調整制御値を40℃、許容範囲を±5℃と設定した場合、フォトダイオードの出力電流変動は40℃の測定値を基準にしても最大約1%以内に抑えることができる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
従来、レーザ温度調整は画像形成中であるなしに拘わらずに行われていた。ヒータの電流経路はレーザの電流経路のそばに配置されるため、ヒータのオンオフによって流れる比較的大きな電流による誘導がレーザ駆動電流に影響を及ぼす可能性があった。具体的には、この誘導のためのレーザ駆動電流の乱れが画質を決めるレーザの光波形を乱すことになる。つまり、画像形成中にヒータのオンオフを繰り返すため、このヒータの電流の影響が画像に及ぼす可能性があった。
【0017】
さらには、温度調整はレーザのみに行われるのではなく、ヒータが取り付いている基台、鏡筒ごとに温度調整を行なってしまう。このため、熱容量が大きくなり、熱の応答速度が遅くなり、その結果ヒータのオンオフの周期が長くなって、レーザの温度に大きなリップルを持ってしまうことがある。この様子を示したものが図12である。制御温度をTとするとTに達してからも図12のように大きなリップル成分が存在する。このリップル成分はレーザパワーの変動の原因となり、画質を劣化させることになる。
【0018】
本発明は、リップル分が少ない精度の高い温度調整が行えるとともに、温度調整によるヒータのオンオフの画像形成への影響を排除し安定したレーザ光量での画像形成が可能である画像形成装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像形成装置は、駆動電流によりレーザ光を出射するレーザ光源及び前記レーザ光の光量をモニターする光量センサとを備えるレーザユニットと、前記レーザ光の照射により画像が形成される感光体と、入力される画像信号に応じて前記レーザ光を変調するレーザ制御手段と、前記光量センサの出力に基づいて前記レーザ光源を駆動するための電流を制御するレーザ光量補正手段と、前記レーザ光を前記感光体上を含む領域を主走査させる走査手段と、主走査された前記レーザ光を検知して、走査開始基準信号を形成する走査開始信号生成手段と、前記レーザユニットの温度が設定された目標温度になるように、発熱体への通電をON又はOFFにすることにより、温度制御を行う温度制御手段と、を有する画像形成装置において、前記目標温度よりも低い所定温度に達した後の画像形成動作中の前記温度制御は、各主走査毎に、前記走査開始基準信号から定められる、各主走査の1ライン中の非画像領域でのみ行われることを特徴とする。
【0021】
更に、本発明による画像形成装置は、上記の画像形成装置において、前記温度制御手段は加熱手段を含むことを特徴とする。
【0022】
更に、本発明による画像形成装置は、上記の画像形成装置において前記温度制御手段は冷却手段を含むことを特徴とする。
【0023】
更に、本発明による画像形成装置は、上記の画像形成装置において、前記温度制御手段は前記レーザユニットが前記目的温度より低い所定の温度に達するまでは温度制御を常に行うことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
図6は本発明での画像形成装置のプリンタ部の構成の例、図7はそのタイミングチャートである。図6において、不図示のイメージスキャナやコンピュータ等の外部装置より送られてくる画像信号が、画像書き出しタイミング制御回路101に送られる。画像書き出しタイミング制御回路101はマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(BK)の画像信号に応じ、半導体レーザ201を変調駆動する。レーザ光は回転するポリゴンミラー103で反射され、f−θレンズ104によってfθ補正され、感光ドラム105上を走査する。こうして、感光ドラム105上に静電潜像が形成される。
【0025】
感光ドラム105はギアベルト116を介してドラムモータ115によって右回りの矢印方向に回転駆動され、転写ドラム108は感光ドラム105と不図示のギアを介しているため感光ドラム105と同期して左回りの矢印(副走)方向に回転駆動する。感光ドラム105を回転駆動するドラムモータ115は、発振器112のクロックを分周回路117で分周しモータ駆動用パルス(基準CLK)としてPLL回路118に送られることで回転駆動する。PLL回路117はドラムモータ115からのモータFGパルスと基準CLKの位相が合うように、FGパルスと基準CLKの位相差及び周波数偏差を検出し、それらを比較してドラムモータ115への駆動電圧を制御するPLL制御を行う。
【0026】
ポリゴンモータ106は、発振器112のクロックを分周回路113で分周しモータ駆動用パルス(基準CLK)としてPLL回路114に送られることで回転駆動する。PLL回路114はポリゴンモータからのモータFGパルスと基準CLKの位相が合うように、FGパルスと基準CLKの位相差及び周波数偏差を検出し、それらを比較してポリゴンモータ106への駆動電圧を制御するPLL制御を行う。BDセンサ107はレーザ光の1ラインの走査開始位置近傍に設けられ、レーザ光のライン走査を検出し、図7のBに示すような同一周期の各ラインの走査開始基準信号(BD信号)を作り出す。また感光体105の周囲には不図示のマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(BK)の現像器が設けられ、感光ドラム105が4回転する間に4つの現像器が交互に感光ドラム105に接し、感光ドラム105上に形成されたM、C、Y、BKの静電潜像に対応するトナーで現像する。不図示の用紙カセットより給紙された記録用紙109は転写ドラム108に巻き付けられ、現像器で現像されたトナー像が転写される。転写ドラム108内には、転写ドラム108上の記録用紙109の先端位置を表すITOP信号を作るためのセンサ110が有り、転写ドラム108が回転し転写ドラム108内に固定されたフラグ111がセンサ110を通過することで図7のAに示すような色毎のITOP信号が作られる。このようにしてM、C、Y、BKの4色が順次転写された後に、用紙は不図示の定着ユニットを通過して排紙される。
【0027】
半導体レーザの温度調整機構は従来例の図1と同様なので説明を省略すると共に、本実施形態においても同じ符号を用いる。本実施形態では半導体レーザの温度によって3段階の温度調整方式を切り替える。すなわち、温度調整設定温度をTとすると、半導体レーザのユニット201が温度調整温度TからTに達した時の温度リップル分よりも若干大きい値を引いた温度T′まではヒータを常にオンさせる。温度T′以上になると温度Tになるまでは、BD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間でヒータをオンさせる。温度Tに達するとその後は、温度T以上ならヒータオフ、温度T以下ならヒータオンといった温度調整をBD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間で行う。この結果、ユニット201の温度は、図11のように温度T′までは急勾配で温度T′に達し、温度T′になった時点から温度Tになる時点までは緩やかな勾配で温度Tに達し、その後小さいリップルで温度T近傍に保たれる。なお、このBD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間は主走査の非画像部にすることで画像形成へのヒータオンオフの影響を排除できる。すなわち図10のタイミングチャートのようにBD点灯に同期して決定される最大記録用紙サイズでの画像領域/非画像領域のうちAやBのように非画像領域のみで論理Hを出力する、すなわち温度調整を可能にすることでヒータオンオフの画像形成への影響を排除できる。レーザの温度が設定温度Tに達しないためこの温度調整区間(論理H区間)をCのように多少画像領域に入り込んでも記録用紙が小さい場合には問題ないし、通常画像領域の両端は余白領域であるため問題になりにくい。
【0028】
図8に本実施形態の半導体レーザの温度調整制御部を示す。まず、温度T′までの制御について説明する。サーミスタ14の抵抗値は半導体レーザのユニット201の表面温度によって変化するため、サーミスタ14と抵抗器814により分圧された電圧は半導体レーザ201の温度によって変化することになる。抵抗器814,816,817の値は、半導体レーザのユニット201が温度調整温度TからTに達した時の温度リップル分よりも若干大きい値を引いた温度T′になった時のサーミスタ14と抵抗器814で分圧された電圧と基準電圧が同じになるように設定される。コンパレータ815は温度T′になるまでは論理HをORゲート808に出力するためANDゲート807のひとつの入力には論理Hが入力される。抵抗器811,812の値は、半導体レーザ201が温度調整温度Tになった時のサーミスタ14と抵抗器814で分圧された電圧と基準電圧が同じになるように設定される。このため温度調整温度Tになるまではコンパレータ813は論理HをANDゲート807に出力し続ける。よって温度T′まではANDゲート807は両入力とも論理Hが入力されるためトランジスタ814を常時オンさせ、ヒータに電源が供給される。
【0029】
次に温度T′からTまでは、コンパレータ815の出力は論理Lになるため、ORゲート808の出力はインバータ806の出力のみをANDゲート807に出力する。コンパレータ813の出力は温度Tまでは常に論理Hなので、BD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間を出力するインバータ806の出力が論理Hのときのみトランジスタ814をオンしヒータに電源が供給される。このBD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間の出力は次のようにして作られる。すなわち、カウンター801は水晶発振器802からのクロックをカウントし、画像形成時なら不図示の制御部からの画像形成信号によってセレクタ820でセレクトされたBDセンサ107からの主走査開始基準信号(BD)によってリセットされる。画像形成以外であればBD信号が出力されないため発振器802から出力されるクロックをカウントするカウンタ821からのリップルキャリーでリセットされる。なお、このカウンタ821はBD周期とほぼ同じ周期でリップルキャリーが出るようにプリセットされている。カウンタ801の値はコンパレータ803,804に入力される。コンパレータ803,804には温度調整を許可する主走査方向の領域に応じて決定される値が不図示の制御部によって入力される。コンパレータ803には主走査の温度調整を禁止する開始地点を表す設定値Aが入力され、コンパレータ804には主走査の温度調整を許可する開始地点を表す設定値Bが入力される。JK−FF805は、設定値Aとカウンタ801の値が同じになったときにコンパレータ803によりセット、設定値Bとカウンタ801の値が同じになったときにコンパレータ804によりリセットされるので、主走査における温度調整禁止領域で、論理Hを維持する。インバータ806はJK FF805からの信号を反転させることで、主走査における温度調整可能領域で論理HをORゲート808に出力する。このようにして、BD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間を作り出す。コンパレータ803,804に設定する値を変えることで論理Hを出力する位置及びDUTYを可変にできることは明らかである。
【0030】
一度制御温度Tに達し、制御温度T以上になるとコンパレータ813はANDゲート807に論理Lを出力し、ヒータ13の電源が遮断される。ヒータ13がオフすることで温度T以下になるとBD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間でヒータがオンするといった温度調整が行われる。なお、抵抗器818とトランジスタ819はコンパレータ813の出力にヒステリシスを持たせるためのものである。すなわち、コンパレータの出力が論理Hになるとトランジスタ819がオンすることでコンパレータに入力されている基準電圧が低くなる。コンパレータ813の出力が論理Lになるとトランジスタ819がオフし元の基準電圧に戻る。つまり、コンパレータ813の出力が論理LからHに変化するときと、論理HからLになるときで基準電圧を変えることでヒステリシスを持たせている。
【0031】
図9が画像形成時のこのBD点灯に同期した設定可能な所定の論理H区間のタイミングチャートである。BD信号の立ち上がりによってカウンタ801はクロックをカウントし、走査の温度調整を禁止する開始地点を表す設定値Aと同じになったところでコンパレータ803がパルスを出力し、主走査の温度調整を許可する開始地点を表す設定値Bを同じになったところでコンパレータ804がパルスを出力する。JK−FF805はこの出力によってセット、リセットされるので、この間で論理Hを出力する。インバータ806によってこのJK−FFの出力が反転されるので、温度調整許可領域のみヒータオンを可能とする。
【0032】
なお、上記の実施形態では、ヒータを用いて、温度調整をするとしたが、ヒータの代わりにペルチェ効果を利用した冷却手段を用いることもできる。この場合、制御温度は、例えば、半導体レーザのケース201温度範囲の下限付近に設定される。
【0033】
このように、一度温度調整点に達すると主走査一ラインの一部分のみ温度調整が行われるため、ヒータのオンオフが速い周期で行えることになり、その結果として、細かな温度調整、つまりリップルの少ない温度調整が可能となる。
【0034】
さらに主に主走査の非画像領域を温度調整可能領域にすることで、ヒータのオンオフによるレーザ制御への影響を排除でき、安定したレーザ光量による画像形成が可能となる。
【0035】
【発明の効果】
以上、画像形成時の半導体レーザの温度調整を主走査開始信号に同期して行うことで、リップル分が少ない精度の高い温度調整が行えるとともに、温度調整によるヒータのオンオフの画像形成への影響を排除し安定したレーザ光量での画像形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来例におけるレーザの温度調整機構を示す断面図である。
【図2】本発明及び従来例におけるレーザのAPCを行う回路の回路図である。
【図3】本発明及び従来例におけるレーザのAPCを行うタイミングを表すタイミング図である。
【図4】従来例によるレーザ温度調整制御部の回路図である。
【図5】本発明及び従来例におけるレーザに内蔵されたフォトダイオードの温度特性を示すグラフである。
【図6】本発明の実施形態及び従来例における画像形成装置を示す概念図である。
【図7】本発明の本実施形態及び従来例におけるBDとITOのタイミングを表すタイミング図である。
【図8】本発明の実施形態によるレーザ温度調整制御部の回路図である。
【図9】本発明の実施形態によるレーザ温度調整制御部の動作を示すタイミング図である。
【図10】本発明の実施形態によるレーザ温度調整可能領域を表すタイミング図である。
【図11】本発明の実施形態によるレーザ温度調整によるレーザの温度の遷移を表すグラフである。
【図12】従来例によるレーザ温度調整によるレーザの温度の遷移を表すグラフである。
【符号の説明】
12 基台
13 ヒーター
14 サーミスタ
15 ヒーター電極
16 コリメータレンズ
17 鏡筒
107 BDセンサ
201 半導体レーザのユニット
801、821 カウンタ
803、804 コンパレータ
813、815 コンパレータ
820 セレクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus provided with a laser scanning device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a laser beam is scanned on a photoconductor, and the intensity of the laser beam and the lighting time are modulated for each pixel according to the value of an input signal. An electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image on the photosensitive member is developed by a developing device and transferred, fixed, or developed onto a recording medium, transferred to an intermediate transfer member, and then transferred to a recording medium, followed by an electrophotographic process for final output. It becomes an image.
[0003]
The semiconductor laser has a function of detecting the light emission intensity of the laser by a photodiode built in the unit and outputting a current corresponding thereto. APC (Automatic Power Control) is generally used in which this is fed back to a laser control circuit to control the emission intensity to always have a predetermined value. An example of the operation of APC will be briefly described with reference to FIG.
[0004]
The current flowing through the
[0005]
The
[0006]
From the above, the emission intensity of the
[0007]
Next, the operation of APC will be described.
[0008]
During image formation, the
[0009]
However, due to the temperature characteristics of the light emission intensity detecting photodiode, the detection current varies depending on the ambient temperature of the laser unit even with the same light emission intensity. As a result, there is a problem in that the light emission intensity of the laser changes depending on the ambient temperature and the image is affected.
[0010]
Therefore, in order to solve the above problem, temperature adjustment may be performed with a heater or the like in order to always keep the semiconductor laser at a predetermined temperature. FIG. 1 shows a semiconductor laser mounted with a temperature adjustment mechanism. A
[0011]
That is, when the surface temperature of the
Set to.
[0012]
k = 35 ° C., Δα = 5 (° C.)
In this case, the control temperature T of the
[0013]
FIG. 4 shows a
[0014]
FIG. 5 is a graph showing an example of the temperature change of the output current when a laser beam having a light emission intensity with a photodiode built in the semiconductor laser unit is detected.
[0015]
When the operating temperature range of the apparatus is 10 ° C. to 35 ° C., the operating temperature range of the semiconductor laser is 15 ° C. to 40 ° C., assuming that the temperature rise at the mounting position of the semiconductor laser is 5 ° C. From the characteristics shown in FIG. 5, the output current fluctuation of the photodiode in this range has a maximum fluctuation of about 3% based on the measured value at 25 ° C. When the temperature adjustment control value of the heater is set to 40 ° C. and the allowable range is set to ± 5 ° C., the output current fluctuation of the photodiode can be suppressed to a maximum of about 1% even if the measurement value of 40 ° C. is used as a reference.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, laser temperature adjustment has been performed regardless of whether or not an image is being formed. Since the current path of the heater is arranged near the current path of the laser, induction by a relatively large current that flows when the heater is turned on and off may affect the laser drive current. Specifically, the disturbance of the laser driving current for this induction disturbs the optical waveform of the laser that determines the image quality. In other words, since the heater is repeatedly turned on and off during image formation, there is a possibility that the influence of the heater current has an effect on the image.
[0017]
Furthermore, temperature adjustment is not performed only for the laser, but temperature adjustment is performed for each base and lens barrel to which the heater is attached. For this reason, the heat capacity is increased, the response speed of heat is decreased, and as a result, the heater ON / OFF cycle becomes longer, which may cause a large ripple in the laser temperature. This is shown in FIG. When the control temperature is T, a large ripple component exists as shown in FIG. This ripple component causes fluctuations in the laser power and degrades the image quality.
[0018]
The present invention provides an image forming apparatus that can perform high-precision temperature adjustment with a small amount of ripple, eliminates the influence of heater on / off due to temperature adjustment on image formation, and enables image formation with a stable laser light quantity. For the purpose.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to the present invention includes a laser unit including a laser light source that emits laser light by a driving current and a light amount sensor that monitors the light amount of the laser light, and a photoconductor on which an image is formed by irradiation with the laser light. A laser control means for modulating the laser light according to an input image signal, a laser light quantity correction means for controlling a current for driving the laser light source based on an output of the light quantity sensor, and the laser light. Scanning means for main-scanning the region including the photosensitive member, scanning start signal generating means for detecting the main-scanned laser beam to form a scanning start reference signal, and the temperature of the laser unit are set. In an image forming apparatus having temperature control means for controlling temperature by turning on or off energization of a heating element so as to achieve a target temperature The temperature control during the image forming operation after reaching a predetermined temperature lower than the target temperature is determined from the scanning start reference signal for each main scanning, and is a non-image area in one line of each main scanning. It is characterized by being performed only in.
[0021]
Furthermore, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that in the above image forming apparatus, the temperature control means includes a heating means.
[0022]
Furthermore, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that in the above image forming apparatus, the temperature control means includes a cooling means.
[0023]
Furthermore, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described image forming apparatus, the temperature control means always performs temperature control until the laser unit reaches a predetermined temperature lower than the target temperature.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 6 is an example of the configuration of the printer unit of the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a timing chart thereof. In FIG. 6, an image signal sent from an external device such as an image scanner or a computer (not shown) is sent to the image writing
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Since the temperature adjustment mechanism of the semiconductor laser is the same as that of FIG. 1 of the conventional example, the description thereof is omitted and the same reference numerals are also used in this embodiment. In this embodiment, the three-stage temperature adjustment method is switched depending on the temperature of the semiconductor laser. That is, assuming that the temperature adjustment set temperature is T, the heater is always turned on until a temperature T ′ obtained by subtracting a value slightly larger than the temperature ripple when the
[0028]
FIG. 8 shows a temperature adjustment control unit of the semiconductor laser of this embodiment. First, control up to the temperature T ′ will be described. Since the resistance value of the
[0029]
Next, since the output of the comparator 815 is logic L from the temperature T ′ to T, the output of the
[0030]
Once the control temperature T is reached and becomes equal to or higher than the control temperature T, the
[0031]
FIG. 9 is a timing chart of a settable predetermined logical H section synchronized with the BD lighting at the time of image formation. When the BD signal rises, the
[0032]
In the above embodiment, the temperature adjustment is performed using the heater. However, a cooling unit using the Peltier effect can be used instead of the heater. In this case, the control temperature is set near the lower limit of the temperature range of the
[0033]
In this way, once the temperature adjustment point is reached, only a part of the main scanning line is temperature-adjusted, so the heater can be turned on and off in a fast cycle. As a result, fine temperature adjustment, that is, there is little ripple Temperature adjustment is possible.
[0034]
Furthermore, by making the non-image area of main scanning mainly the temperature adjustable area, it is possible to eliminate the influence on the laser control due to the heater on / off, and it is possible to form an image with a stable laser light quantity.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, by adjusting the temperature of the semiconductor laser at the time of image formation in synchronization with the main scanning start signal, it is possible to perform high-precision temperature adjustment with a small amount of ripple, and the effect of temperature adjustment on the image formation of the heater on / off It is possible to eliminate and to form an image with a stable laser light quantity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laser temperature adjustment mechanism in the present invention and a conventional example.
FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit for performing APC of a laser in the present invention and a conventional example.
FIG. 3 is a timing chart showing timing for performing APC of a laser in the present invention and a conventional example.
FIG. 4 is a circuit diagram of a laser temperature adjustment control unit according to a conventional example.
FIG. 5 is a graph showing temperature characteristics of a photodiode built in a laser according to the present invention and a conventional example.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention and a conventional example.
FIG. 7 is a timing chart showing the timing of BD and ITO in the present embodiment of the present invention and a conventional example.
FIG. 8 is a circuit diagram of a laser temperature adjustment control unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing diagram showing an operation of the laser temperature adjustment control unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing diagram illustrating a laser temperature adjustable region according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing laser temperature transition by laser temperature adjustment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing laser temperature transition by laser temperature adjustment according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
12
Claims (4)
前記レーザ光の照射により画像が形成される感光体と、 A photoreceptor on which an image is formed by irradiation with the laser beam;
入力される画像信号に応じて前記レーザ光を変調するレーザ制御手段と、 Laser control means for modulating the laser beam in accordance with an input image signal;
前記光量センサの出力に基づいて前記レーザ光源を駆動するための電流を制御するレーザ光量補正手段と、 A laser light amount correcting means for controlling a current for driving the laser light source based on an output of the light amount sensor;
前記レーザ光を前記感光体上を含む領域を主走査させる走査手段と、 Scanning means for main-scanning a region including the laser beam on the photosensitive member;
主走査された前記レーザ光を検知して、走査開始基準信号を形成する走査開始信号生成手段と、 Scanning start signal generating means for detecting the laser beam that has undergone main scanning and forming a scanning start reference signal;
前記レーザユニットの温度が設定された目標温度になるように、発熱体への通電をON又はOFFにすることにより、温度制御を行う温度制御手段と、 Temperature control means for performing temperature control by turning on or off energization of the heating element so that the temperature of the laser unit becomes a set target temperature;
を有する画像形成装置において、 In an image forming apparatus having
前記目標温度よりも低い所定温度に達した後の画像形成動作中の前記温度制御は、各主走査毎に前記走査開始基準信号から定められる主走査の1ライン中の非画像領域でのみ行われることを特徴とする画像形成装置。 The temperature control during the image forming operation after reaching a predetermined temperature lower than the target temperature is performed only in a non-image area in one main scanning line determined from the scanning start reference signal for each main scanning. An image forming apparatus.
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